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filtre

(latin médiéval filtrum, feutre)

Filtre, chimie
Filtre, chimie

Corps poreux ou appareil à travers lequel on fait passer un fluide pour le débarrasser des matières qui s'y trouvent en suspension ou pour l'extraire de matières solides ou pâteuses auxquelles il est mélangé.

CHIMIE

Parmi les filtres domestiques, les fontaines filtrantes sont munies d'un double fond poreux ; le filtre à bougies, muni d'un cylindre creux et poreux, fonctionne sous pression. Les filtres industriels sous pression diffèrent par la nature ou la forme des éléments filtrants. On distingue les filtres à cartouches, à tamis, à table et les filtres-presses. Les filtres sous vide sont du type statique (filtre Nutsche) ou du type rotatif (à tambour, à table rotative, à disques). Le produit à filtrer, disposé sur une trémie, une toile métallique ou synthétique, est soumis à l'action du vide créé par une pompe.

ÉLECTRICITÉ

Constitution et propriétés

Un filtre est constitué par un groupement convenable de condensateurs, d'inductances, et parfois de résistances, intercalé entre la source et le récepteur. L'action d'un filtre dépendant de la fréquence du signal appliqué à son entrée, on le caractérise à l'aide de cette grandeur. On distingue : 1° les filtres « passe-bas », qui servent à éliminer tous les signaux ayant une fréquence supérieure à une valeur donnée et appelée fréquence de coupure du filtre ; 2° les filtres « passe-haut », qui permettent d'éliminer, au contraire, les signaux de fréquence inférieure à la fréquence de coupure ; 3° les filtres « passe-bande », utilisés pour ne conserver que les courants ayant une fréquence comprise entre deux limites définissant une bande de fréquences ; 4° les filtres éliminateurs de bande, employés pour supprimer les signaux ayant une fréquence comprise dans une bande de fréquences déterminée.

Un filtre est caractérisé par sa courbe de réponse, qui représente les variations du rapport de la tension efficace de sortie et de la tension d'entrée en fonction de la fréquence du signal.

Filtrage de la tension

Lorsqu'on désire un courant parfaitement continu, on peut filtrer le courant ondulé fourni par un redresseur, c'est-à-dire séparer la composante continue et les composantes alternatives, causes de l'ondulation. Pour cela, on intercale entre le redresseur et le récepteur un quadripôle, formé en associant de manière appropriée des inductances (L), des condensateurs (C), et des résistances. Si l'on supprime un condensateur dans le montage filtre en pi, on obtient un filtre en L. Moins employé que le précédent, il permet cependant d'obtenir un filtrage suffisant pour de nombreuses utilisations. Dans les redresseurs employés en électrotechnique, on limite le filtre à une seule inductance ; on lui donne alors le nom de bobine de lissage car elle atténue les ondulations du courant fourni par le redresseur.

Applications

En radioélectricité, les utilisations des filtres sont très nombreuses. Par exemple, en télévision, un filtre permet de séparer, à l'entrée du récepteur, des signaux correspondant à des chaînes différentes, de sorte qu'un câble unique suffit pour les transporter. De même, la reproduction fidèle des sons, grâce à l'emploi de plusieurs haut-parleurs différents (puisqu'un seul ne peut reproduire que les sons compris dans un domaine restreint de fréquences), devient possible à l'aide de filtres qui séparent les courants correspondant par exemple aux graves, aux médiums, aux aigus. Ces courants peuvent être amenés facilement à des haut-parleurs distincts. En télécommunications, en radiocommunications, en radiodiffusion, des filtres servent aussi à éliminer les signaux parasites ayant des fréquences différentes de celles du signal utile (filtre éliminateur, filtre antibrouillage).

MÉCANIQUE

Dans un moteur thermique, le filtre à air est du type à sec (utilisant des matières fibreuses) ou à bain d'huile. Le filtre à huile est composé d'une crépine, éliminant les grosses impuretés, et d'une cartouche amovible.

TECHNIQUE

On peut classer les filtres selon la nature de la modification qu'ils effectuent sur le spectre d'un signal (filtres passe-bas, passe-haut, passe-bande ou coupe-bande) ou selon la technologie de leur réalisation : les filtres passifs, constitués seulement de résistances, self-inductions et condensateurs ; les filtres actifs, utilisant des éléments amplificateurs ; les filtres numériques, réalisant le filtrage sur des échantillons numérisés du signal.